[发明专利]一种高黏度树脂多重同心结构的3D打印装置及方法在审

专利信息
申请号: 202110519060.4 申请日: 2021-05-12
公开(公告)号: CN113352601A 公开(公告)日: 2021-09-07
发明(设计)人: 段玉岗;邓昕;王成萌;张陈平;张通 申请(专利权)人: 西安交通大学
主分类号: B29C64/112 分类号: B29C64/112;B29C64/20;B29C64/209;B33Y10/00;B33Y30/00
代理公司: 西安通大专利代理有限责任公司 61200 代理人: 安彦彦
地址: 710049 *** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 黏度 树脂 多重 同心 结构 打印 装置 方法
【说明书】:

一种高黏度树脂多重同心结构的3D打印装置及方法,包括电机;电机上设置有传动齿轮,外筒壳体内设置有外挤出螺杆;外挤出螺杆顶端设置有与传动齿轮相啮合的齿轮;外壳筒体与外挤出螺杆之间的空腔构成第一封闭空间;第一封闭空间底部设置有外打印喷头,内挤出螺杆与外挤出螺杆之间的空腔构成第二封闭空间;第二封闭空间底部设置有中打印喷头;内挤出螺杆内部开设有第三封闭空间,第三封闭空间底部设置有内打印喷头;三个喷头同心设置。本发明通过设置外挤出螺杆与内挤出螺杆,通过内外双层螺杆旋转剪切作用,并包覆内层材料,可实现高黏度树脂材料的单一结构、双重同心结构、三重同心结构的直写挤出打印,扩展了直写打印可打印的材料范围。

技术领域

本发明涉及3D打印成型技术领域,具体涉及一种高黏度树脂多重同心结构的3D打印装置及方法。

背景技术

3D打印技术是一种快速成型技术,是一种以数字模型文件为基础,运用粉末金属、塑料等可粘合的材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。常见的有熔融沉积成型技术(FDM),光固化快速成型技术(SLA),选择性激光烧结技术(SLS)等等。

直写打印技术是一种新兴的3D技术,主要通过直接挤出细丝的方法来制造复杂的三维结构,常用于各类高分子材料的打印。其具有如下的几个优点:

(1)打印材料仅需满足具有剪切稀化的流变性能即可打印,因此可适用于各类高分子材料;

(2)在基体中含有混杂纤维等功能材料时,直写挤出式打印头有利于基体中的纤维定向排列,达到增强或增韧的目的。

然而,直写打印技术也存在如下的限制和缺点:

(1)打印材料较为单一。现有的打印头往往只能实现一种材料的打印挤出,而对于多种功能材料的打印往往需要多打印头联动,设计控制复杂,操作繁琐,效率较低。

(2)打印材料需要严格控制流变性能。材料黏度过低则无法在挤出后保持定型能力,而高黏度材料则由于小直径打印喷嘴的限制,易堵塞、难从喷嘴处均匀挤出。

发明内容

针对现有的直写式3D打印中材料单一、在高粘度下打印时易堵塞等问题,本发明提供一种高黏度树脂多重同心结构的3D打印装置及方法。

为达到上述目的,本发明采取的技术方案为:

一种用于高黏度树脂多重同心结构的3D打印装置,包括电机与外壳筒体;电机的输出轴上设置有传动齿轮,外筒壳体内设置有外挤出螺杆;外挤出螺杆顶端设置有与传动齿轮相啮合的齿轮;

外壳筒体与外挤出螺杆之间的空腔构成外部材料挤出打印的第一封闭空间;第一封闭空间底部设置有外打印喷头,与外挤出螺杆旋向相反的内挤出螺杆与外挤出螺杆之间的空腔构成中部材料挤出打印的第二封闭空间;第二封闭空间底部设置有中打印喷头;内挤出螺杆内部开设有内部材料挤出打印的第三封闭空间,第三封闭空间底部设置有内打印喷头;外打印喷头、中打印喷头和内打印喷头同心设置。

优选的,外筒壳体侧壁上开设有孔,该孔上设置有外层转接头,外层转接头连接有外层送料管,外层送料管连接有外层料筒。

优选的,电机与外壳筒体设置在支撑板上,支撑板设置在能够沿XYZ三轴移动的打印平台上。

优选的,支撑板包括垂直设置的水平板和竖直板,竖直板设置在水平板上,外壳筒体设置在水平板上。

优选的,外筒壳体与外打印喷头螺纹连接,外挤出螺杆与中打印喷头螺纹连接,内挤出螺杆与内打印喷头螺纹连接。

优选的,电机的输出轴上设置有联轴器,传动齿轮设置在联轴器上。

优选的,外挤出螺杆通过滚动轴承嵌套于外筒壳体中,滚动轴承底部垫有密封垫圈。

优选的,外壳筒体顶部设置有盖板,内挤出螺杆顶部嵌于盖板中。

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